水平井钻完井液污染清洗剂的评价研究

水平井钻井过程中,钻完井液对储层造成的污染将严重影响完井作业的效果和油气井的产能。其中,最主要的伤害之一是由于滤饼清除不彻底所导致的储层渗透率恢复值低。通过针对无粘土相钻完井液滤饼污染采用几种主要清洗剂进行多方面的性能评价,研究出的一种新型清洗剂,其对钻井液粘度降低率和岩心渗透率恢复值均可以达到90%以上,是一种较适合水平井钻完井液滤饼污染的清洗剂。     

合成基钻井液储层保护技术研究

针对用合成基钻井液钻井后用水基完井液完井时储层渗透率下降的问题，进行了合成基钻井液泥饼清洗剂优选和破胶剂对用清洗剂清洗过的岩心渗透率影响的室内实验，结果表明，15%ZXW1清洗剂能使合成基钻井液在滤纸上泥饼渗透率提高127.6%，使岩心上的泥饼溶解脱落；15%ZXW1清洗剂清合成基钻井液污染的岩心，再用ZJA与ZJB复合破胶，岩心渗透率提高17%左右，达到了解除污染，保护储层的目的。     

南苏丹Palouge油田滤饼清除技术

南苏丹Palouge油田水平井采用筛管完井,无法彻底清除筛管和井壁上的钻井液滤饼,致使油井产量达不到预期产量。为此,针对Palouge油田储层具有弱盐敏性、中度水敏性,酸敏性和碱敏性不明显的特性及该油田所用Drill-in钻井液主要由可降解的有机处理剂、碳酸钙和聚合醇组成的情况,选用酸性滤饼清除剂HBK-Lb,并优选缓蚀剂及加量,形成了酸性滤饼清除完井液。室内性能评价结果:酸性滤饼清除剂HBK-Lb对Drill-in钻井液API滤饼和筛网滤饼的清除率达到90%以上;酸性滤饼清除完井液可以清除岩心内外的滤饼;酸性滤饼清除完井液静态污染岩心的渗透率恢复率≥ 97.0%,动态污染岩心的渗透率恢复率≥ 102.3%。Palouge油田的6口油井完井时应用了酸性滤饼清除完井液,完井液漏失速度随浸泡时间增长增快,说明滤饼被清除掉,完井后单井产能与未应用酸性滤饼清除完井液的邻井相比平均增加了12.4%。研究表明,酸性滤饼清除完井液不但能解除Plalouge油田储层井壁周围的内外滤饼,而且能提高储层的渗透率。      

YK－I型改性钻井完井液在沙37井的应用

根据塔北地区储层特征，优选出以钾基聚合物钻井液为基础的含有油溶性树脂的ＹＫ系列改性钻井完井液体系。室内试验表明，该体系可有效防止油层污染，岩芯渗透率恢复值达８０％以上。沙３７井应用ＹＫ－Ｉ型改性钻井完井液后，原油初产量比邻近两口井平均提高１３７．６２％，效益明显。     

YK－I型改性钻井完井液在沙37井的应用

根据塔北地区储层特征，优选出以钾基聚合物钻井液为基础的含有油溶性树脂的ＹＫ系列改性钻井完井液体系。室内试验表明，该体系可有效防止油层污染，岩芯渗透率恢复值达８０％以上。沙３７井应用ＹＫ－Ｉ型改性钻井完井液后，原油初产量比邻近两口井平均提高１３７．６２％，效益明显。     

无粘土相正电性钻井液完井液体系研究

研究了无粘土相正电性钻井液完井液配方，该钻井液完井液是一种在正电状态下分散的胶体体系，全部由阳离子处理剂配制而成。对无粘土相正电性钻井液完井液的ζ电位变化规律、流变参数、抑制性、抗高温、抗粘土污染、抗盐污染及保护油气层等进行了试验。结果表明，该体系具有独特的性能，ζ电位大于20mV，具有极强的抑制粘土分散能力，能够最大限度地避免粘土颗粒侵入油层而造成的损害；ζ电位高，胶体稳定，流变参数等各项性能指标均能满足现场施工要求；阳离子处理剂能保持钻屑的不分散，有利于钻屑的清除；随粘土量的增加，吸附阳离子聚合物的量也随之增加，由于阳离子聚合物有效浓度的降低，所以正电性钻井液完井液粘度下降；无粘土相正电性钻井液完井液具有很好的保护油气层效果，能有效换制油层粘土膨胀，渗透率恢复值高，适应于强水敏油层及易造成固相伤害油层的开发。     

南海东方气田高密度抗高温钻井液完井液室内研究

南海东方气田地层温度高,储层渗透率低,钻完井过程中钻井液、完井液的高温稳定性及储层保护性能至关重要。针对该问题,通过滚动老化与配伍性试验优选了各类抗高温处理剂,研制出了高密度(2.2 kg/L)抗高温(170 ℃)的水基钻井液体系和甲酸铯无固相完井液体系。采用堵漏试验、岩心流动试验及流变性、滤失性测试等,评价了其综合性能。研究得出,高密度抗高温水基钻井液体系在高温高压条件下流变性、滤失性良好,高温高压滤失量小于15 mL,岩心渗透率恢复率达85%以上,极压润滑系数为0.131,抗盐、抗钙、抗劣土能力分别为5.0%,0.5%和8.0%;甲酸铯无固相完井液体系腐蚀速率仅为0.066 9 mm/a,页岩回收率为87.28%,岩心渗透率恢复率达88%以上。性能评价认为,研制的钻井液完井液体系能够满足海上高温高压气井的钻井要求,为南海东方气田安全高效开发提供了技术支持。      

聚合醇钻井液在水平井钻井中的应用

报道了在聚合物钻井液中加入3％市售聚合醇JCP-1得到的聚合醇钻井液的应用性能和在水平井钻井中的应用。在室内实验研究中发现，加入1％～3％JCP-1的聚合物钻井液，其漏斗粘度、滤失量、塑性粘度和动切力变化很小；在聚合物钻井液中加入3％JCP-1，使100℃滚动16h后页岩回收率由58％升至86％，使80℃下形成的滤饼摩擦系数由0．1降至0．038，摩阻降低63％；使储层岩心渗透率的恢复率由71％增至94％。在42口井水平井段钻井中使用聚合醇钻井液，均未出现钻井事故，这些井投产后有多口井自喷，3口井产油量超过100t／d。详细介绍了永12平4井概况和使用聚合醇钻井液的效果：井具与井壁间摩擦阻力由280kN降至90～110kN；无垮塌摔块现象。井径扩大率仅6．68％；地层渗透率恢复率由71．2％(聚合物钻井液，-1340m处)升至84．0％(-1560m)和87．0％(-1840m，水平段)。该井投产后产量是邻近直井的9倍。表2参3。     

HTA隐性酸完井液体系的室内研究

针对因钻井液完井液与水泥浆滤液不配伍而产生沉淀,对储层造成损害的问题,研究出本身对储层无损害、且能消除沉淀的ＨＴＡ隐性酸完井液体系。室内和现场试验表明,该完井液能消除钻井液与水泥浆作用后所产生的无机垢和有机垢,提高岩心渗透率,对钢材的腐蚀影响满足水质腐蚀要求,值得推广应用。     

国外特殊工艺井钻井液技术新进展

综述了国外研制和应用特殊工艺井钻井液体系方面的新进展，包括以下4个论题。①水平井钻井液：“微泡”钻井液(Aphron钻井完井液)；各种适用的聚合物钻井液；混合金属氢氧化物(MMH)钻井液；低盐度聚合畔水基钻井液。②大位移井钻井液：低毒性油基钻井液；各种合成基钻井液；借助特种乳化剂、可转变为水包油乳化钻井液的逆乳化钻井液。③小井眼井钻井液：甲酸盐类钻井液；聚合醇／碳酸钾水基钻井液；阳离子聚合物／盐水钻井液(CBT)。④其他特殊工艺井钻井液：连续油管(CT)钻井液；多分支井钻井液选择；欠平衡钻井液；套管钻井液。图1表2参25。     

腰英台地区钻井完井液保护油气层效果评价

腰英台区块地处松辽盆地南部长岭凹陷东北部,储层属低孔特低渗油气藏,具有中等偏弱速敏、弱水敏、中等偏强酸敏等特点,水锁损害程度属中等偏弱.为了保护油气层,减小储层伤害,选用了两种钻井完井液体系:两性离子聚合物钻井液体系和聚合物腐钾聚合物钻井液体系.实验表明:两种聚合物体系的各种处理剂与地层水的配伍性好,储层岩心的动态渗透率恢复值在80%以上.现场测试也表明,这两种钻井完井液体系对腰英台区块复杂油气层保护效果较好.     

国外水基钻井液半透膜的研究概述

介绍了近年来国外对水基钻井液半透膜效应机理的研究成果，以及在此基础上对钻井液体系进行的研究讨论。认为，孔隙压力扩散是导致井壁失稳的根本原因，孔隙压力扩散的快慢取决于泥页岩的渗透性、弹性和钻井液与井壁之间物理化学作用等边界条件。通常情况下，渗透率越低，压力增长越慢。只有膜效率高的钻井液体系才能有效控制和延缓孔隙压力的扩散，进而维护井壁的稳定。提高水基钻井液半透膜效率的措施为：①封堵裂缝和高渗透泥页岩的孔隙；②超低剪切条件下增加液相粘度；③降低钻井液活度；④改善泥页岩膜的理想性。并以此为标准，对各类钻井液进行了系统研究，结果发现：MEG钻井液、甲酸盐钻井液、聚合醇钻井液和硅酸盐钻井液具有良好的抑制性和发展前景。     

生物酶完井液的研究及在低渗油气田的应用

非射孔完井水平井的滤饼堵塞是影响油井产量的重要因素,利用生物酶降解聚合物是清除滤饼的一种重要手段。通过室内试验优选了酶的种类和酶的质量分数,考察了pH值对酶解过程的影响,并分析了生物酶降解聚合物的机理。以疏水缔合聚合物AX-1为生物完井液的增黏剂,通过正交试验确定了生物完井液的配方。对研制的生物酶完井液进行了钻井液黏度降低率评价、浸泡滤饼试验和油层保护试验。试验结果表明,生物酶对聚合物具有较强的降解作用,生物酶完井液清除滤饼效果良好,渗透率恢复率均达到85%以上,具有良好的油层保护能力。现场应用表明,生物酶完井液具有良好的解堵作用,可以显著提高低渗油气田的单井产量。选择合适的生物酶可以有效清除不同钻井液的滤饼,提高油气层保护效果。      

塔河油田钻井液体系优化

针对塔河油田的地层特征，研究适合塔河油田储集层的钻井液、完井液和防漏堵漏技术方案，有针对性地优选钻井液性能参数．使钻井液能有效地抑制泥页岩地层的水化膨胀和膏盐地层的污染、预防卡钻等其它井下复杂情况的发生，对提高该油田的钻井速度和储层的保护十分重要。通过对一开、二开、三开、四开井段的钻井液进行筛选试验，优选出密度小于1．20g／cm^2的低密度聚合醇防塌钻井液，密度大于1．20g／cm^3的聚合醇防塌钻井液和抗盐抗钙钻井液3套体系，以及相应的维护处理措施。一开井段，加入适量的包被剂和增粘降滤失剂，配合一定量的清洁剂，确保大井眼中携岩能力，井眼规则，提高固井质量；二开井段降低滤失量、粘度，提高絮凝能力，加强固相设备的使用；三开井段以聚合物抑制为主，加大抑制型聚合物用量，加入抗钙镁及抗温处理剂，补充防塌剂、降滤失剂、包被剂等，提高钻井液粘度，避免强紊流．减少对井壁的冲刷，控制好滤失量；四开井段防止井壁剥蚀掉块，井涌、井喷、漏失，要求钻井液有良好的抗温性能，增加抗盐处理剂。通过对塔河油田钻井液体系的优化，完善了钻井液性能，满足了钻井工程需要，减少了钻井事故，提高了钻井效率。     

超低渗透钻井液完井液技术研究

介绍了零滤失井眼稳定剂及超低渗透钻井液完井液的组成.在水基、油基钻井液中加入一定量的零滤失井眼稳定剂可以形成超低渗透钻井液.对加入一定量零滤失井眼稳定剂钻井液的API滤失量、高温高压滤失量、砂床滤失量、高温高压砂床滤失量、岩心滤失量、岩心承压能力、封堵裂缝效果和岩心渗透率恢复值的变化进行了评价.实验结果表明,超低渗透钻井液的砂床滤失量不是时间平方根的函数,与API滤失量没有对应关系;超低渗透钻井液对不同孔隙的砂床、岩心和裂缝具有很好的封堵能力,可以实现零滤失;零滤失井眼稳定剂可以防漏堵漏;通过增强内泥饼封堵强度大幅度提高了岩心承压能力;能有效保护储层,岩心渗透率恢复值大于95%.     

Cr3+聚合物弱凝胶调驱剖面变化规律及改善方法

采用分子内交联为主的Cr³⁺聚合物弱凝胶,通过“分注分采”岩心驱替实验研究调驱剂段塞尺寸、岩石渗透率和原油黏度对储层吸液剖面和产液剖面的影响。针对渤海油田LD10-1区块渐新统东营组进行了“堵/调/驱”实验。研究结果表明：①调驱剂段塞尺寸对注采两端液流转向和剖面返转时机没有影响,但超过0.3 PV后单位体积段塞尺寸Cr³⁺聚合物弱凝胶提高原油采收率增幅减小,随储层渗透率级差和原油黏度增大,注采两端液流转向时机延后,剖面返转时机提前;②“有机/无机”复合凝胶体系封堵高渗透率层、聚合物微球调控微观非均质性和稠油流度改善剂提高驱油效率等3种措施同时实施,可提高聚合物弱凝胶调驱后的采收率;③“堵/调/驱”组合提高采收率机理为：封堵优势渗流通道扩大非均质储层宏观波及体积、聚合物微球在变径孔隙或喉道处发生桥堵实现微观液流转向、高效驱油剂可进入未波及孔喉区域发挥降黏原油、降低油水界面张力和高效驱替等3种作用。     

国外钻井液处理剂20年发展分析

介绍了国外钻井液处理剂20年发展情况和处理剂的变化趋势.将全世界的钻井液、完井液产品,包括生产厂家的名称,产品的商品名称,主要成分和主要使用体系及其主要用途进行了综合分析.结果表明,页岩抑制剂类、降滤失剂类和降粘剂类产品,有共性的仍是合成聚合物类、纤维素类和腐植酸类比较有发展前途.从以上各原料分析可以看出,国外产品质量又有了很大提高,如淀粉类有各种类型,如抗高温、超低粘等,聚阴离子纤维素有超低粘等.依据对2002年各种处理剂的分析,预测了世界范围内钻井液处理剂的发展趋势,为中国钻井液处理剂发展方向提供了主要的参考数据.